在C语言程序设计课程中,指针是一个极为重要的概念,但同样也是一个难以掌握的难点。指针的抽象和晦涩使得学生理解起来颇为费力,容易造成混淆。为此,教学设计者提出了一系列创新的教学方法,包括利用游戏和动画提高课程趣味性,采用渐进式、对比式和启发式方法增强学生的主动参与性,以及通过关卡式实验设计和程序改错练习来巩固学生的编程能力。
在教授指针概念时,课程引入了游戏和动画。这种方式可以提升学生的学习兴趣,帮助学生更直观地理解内存地址和存储计算的概念。例如,通过模拟内存的分格式纸盒,使用卡片代表变量,可以将抽象的指针和内存地址具体化,让学生在游戏中模拟指针的移动和操作,以此来掌握一维和二维数组中指针的概念。
具体来说,教学设计中提到的一级地址和二级地址概念,是理解二维数组中指针操作的关键。在内存中,二维数组的编址变得复杂,存在行地址和列地址。在教学中,通过二维方格来表示数组的逻辑结构,通过不同颜色标记一级地址和二级地址,学生可以直观地观察到指针的纵向(沿行)移动和横向(沿列)移动。
在指针与数组的教学环节设计中,采用循序渐进的方式,先从指针操作一维数组开始,再逐渐过渡到二维数组。通过这种方式,学生可以逐步理解指针如何控制数组元素的逆序存放和排序算法的运算过程。在动画演示中,通过指针操作二维数组转置的综合范例,进一步加深学生对指针操作的理解。
指针与函数的教学中,重点在于指针作为函数参数的使用。通过对比教学法和启发式讨论法,向学生展示两个完成相同功能但使用不同方法的程序。通过引导学生比较普通变量做参数和指针做参数的程序代码,学生可以更深刻地理解指针作为参数时在函数间传递的机制。这种方法有助于学生理解指针的引用传递特性,并提升他们分析问题和解决问题的能力。
关卡式实验设计和程序改错练习是提高学生编程能力的重要手段。通过具体的问题和案例,学生能够在实际操作中学习如何使用指针来解决编程问题,并能够在不断的练习中巩固所学知识,提高编程实践能力。通过这种方式,学生可以在实践中不断尝试和错误,最终达到熟练运用指针解决问题的水平。
总结而言,C语言指针的教学设计涉及了多个方面,从提高趣味性、促进主动参与性到实验设计和改错练习。这一系列的教学方法均旨在帮助学生突破指针学习中的难点,通过直观的模拟和实际的操作练习,提升学生对指针概念的理解和应用能力。通过这样的教学设计,学生不仅能够更有效地掌握指针的使用,还能增强他们解决实际问题的能力,为后续的编程学习和开发工作打下坚实的基础。